專利名稱：一種白光led用熒光粉及其制備方法
技術領域：
本發明涉及LED熒光粉制備領域，具體是提供一種白光LED用熒光粉及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著發光二級管(LED)的半導體照明事業的全球興起，白光LED作為新一代光源引起人們極大的關注。半導體照明與白熾燈鎢絲燈泡及熒光燈相比，具有無毒、壽命長、發熱量低、體積小、高效節能、全固態、工作電壓低、安全性能好及環保等諸多優點，已經用做液晶顯示器的背光源、指示燈、普通照明，必將成為21世紀替代傳統照明器件的新型無污染綠色固態照明光源。目前市場上白光熒光粉一般由黃色YAG熒光粉與LED的藍光混合而成。這種LED 器件的發光顏色隨驅動電壓和熒光粉涂層厚度的變化而變化，顯色指數低，色彩還原性差， 而且隨LED芯片溫度升高容易造成色漂移等問題。為解決上述問題，采用近紫外光InGaN 管芯激發三基色熒光粉實現白光LED燈已成為當前國際上該領域研發的熱點之一。由于視覺對近紫外光的不敏感性，這類白光LED的顏色只由熒光粉決定。因此，顯色指數高、色彩還原性和顏色穩定性的白光熒光粉被認為是新一代白光LED照明的主導材料；
然而，至今市場上發白光的熒光粉缺乏，并且發光的性能不是很理想，基本上都是采用藍、綠、紅三種基色的熒光粉混合的辦法而制的得，但是次混合物普遍存在吸收及配比的控制問題，色彩還原性與流明效率都受到了比較大的影響，因此，研制高效發白光的LED燈用熒光粉具有十分重要的意義。

發明內容
本發明的目的是針對現有發白光熒光粉發光效率低、色純度不高的特點，提供一種白光LED燈用熒光粉及其制備方法，此方法制備工藝簡單，能耗低，易于操作。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種白光LED用熒光粉，其化學組成可以用以下通式表示Li2SrSiO4: xEu2+, yLa3+，其中0. 5% ^x^ 1% ；0. 5% ^y^ 3%。該熒光粉在近紫外與藍光的激發下可以有效地發出顯色性好的橙黃色光。更進一步的說La3+摻雜使得Li2SrSiO4: xEu2+，yLa3+熒光粉在575nm 處發出寬帶的橙黃色光，其發光強度比沒有添加La3+的Li2SrSiO4 xEu2+熒光粉的發光強度大4倍以上。一種白光LED燈用熒光粉的制備方法，包括以下步驟
⑴以目標產品的化學結構=Li2SrSiO4: xEU2+，yLa3+為計量依據，稱取相應質量的Li2CO3 (AR)、SrCO3 (AR)、SiO2 (AR)、Eu2O3 (4N), La2O3 (4N)，顆粒度為 8 15 μ m。⑵將反應原材料置于球磨機中進行球磨至4 6 μ m，隨后將得到的原料混合物與助熔劑進行充分混合球磨至5 他。⑶將經過充分均勻混合后的混合物置于剛玉坩堝中，并將其放入箱式高溫爐中，
3維持箱式高溫爐的加熱速率為200°C /h，在體積分數為10%的吐與90%的隊的混合還原氣氛下，在900 1000°C焙燒4 乩，隨后以5°C /min的速率自然冷卻至室溫。⑷將冷卻好的混合物使用行星球磨機進行破碎、球磨，并用1000目的篩網過篩。( 將過篩的產品以次進行酸洗、堿洗、水洗三個步驟，其中酸洗使用3 5Ν的HNO3, 堿洗用濃度為3 5Ν的NH3 · H2O,水洗用蒸餾水或去離子水洗至電中性，達到除去殘留在粉體中的雜質的目的。(6)將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于80 150°C條件下烘干，得到該熒光粉。步驟⑵中所述的助溶劑為氟化鋰、氧化硼中的一種或兩種以上的混合物，并且助溶劑的添加量為原料混合物總質量的1 3%。本發明的有益效果本發明提供的一種白光LED燈用熒光粉，其具有發光亮度高， 熱穩定性好、色純度高、粉末流動性好、粒徑細小且分布均勻及粒子形態規則的特點；其加工方法則具備制備工藝簡單，原料價廉易得、無污染，易于操作的特點。


圖 ISLi2SrSiO,圖 2 為 Li2SrSiO,圖 3 為 Li2SrSiO,圖4為Li2SrSiO,
XEu2+熒光粉的光致激發與光致發射譜。 0. 005Eu2+，yLa3+熒光粉的光致激發譜。 0. 005Eu2+，yLa3+熒光粉的光致發光譜。 0. 005Eu2+，yLa3+熒光粉的發光強度變化曲線。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的一種白光LED燈用熒光粉及其制備方法作進一步的描述。實例1 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g、SrCO3 (AR) 7. 65g、SiO2 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0. 045g。 將上述物料置于球磨機中球磨至4 μ m，隨后往其中添加0. 44g的助溶劑氟化鋰進行充分混合球磨他。將經過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分數為95%的隊與5%的吐混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在 1000°C保溫6小時，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機進行破碎、球磨， 并用1000目的篩網過篩。再依次使用3N的HNO3酸洗、3N的NH3 · H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于100°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發光光譜中發光強度為20，見附圖1，2，3，4。實例2 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. 005La3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g、SrCO3 (AR) 7. 59g、SiO2 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0. 045g、 La2O3 (4N) 0. 042g。將上述物料置于球磨機中球磨至4 μ m，隨后往其中添加0. 29g的助溶劑氟化鋰進行充分混合球磨他。將經過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分數為95%的隊與5%的吐混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在950°C保溫4小時，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機進行破碎、球磨，并用1000目的篩網過篩。再依次使用3N的HNO3酸洗、4N的NH3 · H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于120°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發光光譜中發光強度為95，見附圖2，3，4。實例3 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. OlLa3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g,SrCO3 (AR) 7. 53g、Si02 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0.045g、 La2O3 (4N) 0.084g。將上述物料置于球磨機中球磨至1 μ m，隨后往其中添加0. ^g的助溶劑氟化鋰和0. 14g氧化硼進行充分混合球磨證左右。將經過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分數為95%的N2與5%的H2混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在900°C保溫4小時，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機進行破碎、球磨，并用1000目的篩網過篩。再依次使用3N的HNO3酸洗、 5N的NH3 -H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于150°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發光光譜中發光強度為100，見附圖2，3，4。實例4 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. 02La3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g,SrCO3 (AR) 7. 41g、Si02 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0.045g、 La2O3 (4N)0. 17g。將上述物料置于球磨機中球磨至1 μ m,隨后往其中添加0. 29g的助溶劑氟化鋰和0. 14g氧化硼進行充分混合球磨證左右。將經過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分數為95%的N2與5%的H2混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在950°C保溫5小時，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機進行破碎、球磨，并用1000目的篩網過篩。再依次使用5N的HNO3酸洗、 4N的NH3 · H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于80°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發光光譜中發光強度為90，見附圖2，3，4。實例5 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. 03La3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 92g,SrCO3 (AR) 7. 30g、Si02 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0.045g、 La2O3 (4N)0. 25g。將上述物料置于球磨機中球磨至1 μ m,隨后往其中添加0. 14g的助溶劑氟化鋰和0. 14g氧化硼進行充分混合球磨證左右。將經過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分數為95%的N2與5%的H2混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在950°C保溫4小時，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機進行破碎、球磨，并用1000目的篩網過篩。再依次使用5N的HNO3酸洗、 5N的NH3 -H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于100°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發光光譜中發光強度為85，見附圖2，3，4。上述具體實施方式
用來解釋本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種白光LED用熒光粉，其特征在于其化學組成可以用以下通式表示=Li2SrSiO4: xEu2+, yLa3+，其中 0. 5% ≤ χ ≤ 1% ；0. 5% ≤ y ≤ 3%。
2.根據權利要求1所述的一種白光LED燈用黃色熒光粉，其特征在于La3+摻雜使得 Li2SrSiO4: xEU2+，yLa3+熒光粉在575nm處發出寬帶的橙黃色光，其發光強度比沒有添加La3+ 的Li2SrSiO4: XEu2+熒光粉的發光強度大4倍以上。
3.一種白光LED用熒光粉的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟⑴.以目標產品的化學結構Li2SrSiO4: xEu2+，yLa3+為計量依據，稱取相應質量的 Li2CO3 (AR)、SrCO3 (AR)、Si02 (AR)、Eu2O3 (4N), La2O3 (4N)，顆粒度為 8 15 μ m ；步驟⑵.將上述反應原材料置于球磨機中進行球磨至顆粒度為4 6 μ m，隨后將得到的原料混合物與助溶劑進行充分混合球磨至5 他；步驟⑶.將經過充分均勻混合后的混合物置于剛玉坩堝中，并將其放入箱式高溫爐中，維持箱式高溫爐的加熱速率為200°C /h，在體積分數為10%的H2與90%的N2的混合還原氣氛下，在900 1000°C焙燒4 6h，隨后以5°C /min的速率自然冷卻至室溫； 步驟⑷.將冷卻好的混合物使用球磨機進行破碎、球磨，并用1000目的篩網過篩； 步驟(5).將過篩的產品依次進行酸洗、堿洗、水洗三個步驟，其中酸洗使用3 5N的 HNO3,堿洗用濃度為3 5N的NH3 · H2O,水洗用蒸餾水或去離子水洗至電中性，達到除去殘留在粉體中的雜質的目的；步驟(6).將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于80 150°C條件下烘干，得到該熒光粉。
4.根據權利要求3所述的一種白光LED燈用熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟 ⑵中所述的助溶劑為氟化鋰、氧化硼中的一種或兩種以上的混合物，并且助溶劑的添加量為原料混合物總質量的1 3%。
全文摘要
本發明涉及一種白光LED用熒光粉及制備方法。該熒光粉化學結構表達式為Li2SrSiO4:xEu2+，yLa3+，其中0.5%≤x≤1%；0.5%≤y≤3%。該熒光粉可以在近紫外或藍光下有效激發并發射出寬帶橙黃色光。它可作為藍光LED芯片或紫外芯片激發的白光LED用熒光粉。本發明的熒光粉與現有商用YAG:xCe3+黃色熒光粉相比，具有制備過程中能耗低、激發波長范圍寬、亮度高與顯色性好等優點。
文檔編號C09K11/59GK102295927SQ201110279518
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者宋開新, 李煒, 秦會斌, 蔣俊 申請人:杭州電子科技大學